《新兴技术：改变美国防部软件未来的七大主题（2022年）》

本报告总结了 SEI 的 2022 年新兴技术研究 (ETS)，研究结果对 SEI、美国防部赞助商和软件工程社区都非常重要。此外，本报告还讨论了新兴技术知识库 (ETKB)，这是 SEI 的一个内部工具，采用类似维基百科的结构来编纂研究期间收集的数据和信息。通过 ETKB，可以确定所调查的新兴技术与 SEI、其客户和赞助商的总体目标和目的之间的关系和联系。

本报告讨论了以下七种新兴技术，我们从纯粹的软件工程角度（即实践和技术）选择了这七种技术。这些技术在人工智能和机器学习 (AI/ML)、网络安全、数字化转型和分布式计算等领域不断发展。

在介绍这些技术时，特别强调了子课题（及其技术就绪水平[TRL]）：

• 先进计算

• 先进材料

• 人工智能/机器学习

  • 智能数据管理（极早期 TRL）： 利用人工智能建立用于大规模软件测试的真实数据集，有助于解决真实世界数据集缺乏的问题。
  • 人工智能辅助软件开发（中级 TRL）： 亚马逊的 Code Whisperer 和 GitHub 的 CoPilot 等一些早期生产工具正在出现。

• 生物技术

• 网络安全

  • 零信任（TRL 早中期）： 虽然这一主题得到了广泛宣传，但支持零信任原则的技术仍然缺乏。

• 数字化转型

  • 智能边缘（TRL 中后期）和数字化转型： 深度数据语义（TRL 早期）（可能与先进计算的泛在计算相结合）： 对这些主题的研究正在不断增长，预计在新兴技术领域将变得更加重要。
  • 保真度更高的基于模型的软件工程（MBSE）（TRL 早期）： 这项工作以 SEI 和软件工程界其他机构之前开展的研究（如架构分析与设计语言 [AADL]、可认证代码的可预测组装 [PACC] 和自适应服务质量 [AQoS]）为基础，可推动 MBSE 的实践发展。之前的 SEI 工作，如 PACC，可能已经过时了： 我们与低代码/云计算和 MBSE 领域的一些主题专家进行了交谈，他们描述了 "下一代 "MBSE，即 "模型成为软件"（即，通过消除软件和系统模型到运行代码的人在环翻译）。

• 分布式计算

  • 将 2022 ETS 的主题和分主题与之前 ETS 的主题和分主题进行比较，发现其他新兴技术仍占主导地位，包括量子计算、区块链和人工智能。有趣的是，尽管量子计算等一些技术仍包含在本报告中，但其时间线仍在 10 年之后，更具有 "未来性"。不过，国防部对后量子加密技术（也称为抗量子加密技术）最迫切和最现实的担忧并不令人惊讶，因为它可能会在无形中破坏传统（或前量子）加密算法。